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升级   30.53% TA的每日心情 | 开心 2015-4-14 18:58 |
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签到天数: 4 天 [LV.2]偶尔看看I
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首先,你需了解蒙特卡洛(MC)的发源:马尔科夫链和与之相关的概率转移矩阵。
/ ]1 e- g/ V0 C8 `举一个简单的例子,一家钢琴店老板,他发现他前一个星期卖了1架钢琴,后一个星期就会卖2架,如果前一个星期卖了2架,后一个星期就会卖出0架,如果前一个星期卖出0架,后一个星期就会卖出1架,请问老板平均每星期进多少架钢琴比较合理?% B0 {4 n% m" f* ]& l$ d; E; e
这里很明显看出0——>1——>2——>0这样变化的构建的矩阵就是这样的
5 h d* P) d4 T1 F$ T3维矩阵,每个维度和经度表示0、1、2这三种状态,按顺序来,矩阵内的值表示从维度的状态转移到经度的状态的概率. I. A8 ~" f0 T# t
0 1 06 e, `( ~7 X* v1 C
0 0 1 =A. U3 f9 c5 |7 z) O, l
1 0 0
3 I. W+ u( r: l: @ }1 I) e* nA矩阵不停的自乘,如果发现n次后,A矩阵怎么自乘都不会变了,说明他是收敛的,这个问题就有解,把那个矩阵乘以状态向量就是合理的钢琴数。如果怎么乘都不收敛,那这个问题就是无解的。8 u4 S. |: h( ~ i
% P& f: V% n0 R3 ` I) D( E* m
现在有一些分子摆在那里,让你预测分子最有可能的状态,也就是能量最稳定的状态。N个分子自由度是3N+2,而分子在空间中可能的坐标是无限的,所以你根本不可能构建出概率转移矩阵,得到数学上的确定解。所以MC方法来了,他保证分子状态转移的每一步都像能量稳定的状态跳跃。步骤是:7 M! T" ^6 u0 r: O7 c2 G. [
1)利用随机数生成初始分子状态坐标
% p8 |: V4 z! p. E- [2)随意移动一个分子到一个新的随机坐标' x7 Z- t/ o9 U$ s; y" d
3)看新旧坐标的能量变化,判断要不要跳到新坐标(这里的接受概率函数比较复杂,不细说)
2 I5 H( P; [- @4)重复以上过程,直到总能量基本不变! t$ k' r( \6 f" B
6 \& f: T; o' CMC方法演变出一系列方法,比如模拟退火,都是在其基础上的加强,都是寻找系统最优解的方法。关键是,这个最有解数学上是找不到的。过程都一样,就是接受概率函数和状态表达方法不一样而已。% [+ ~9 X3 a7 x2 W
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